Полиамидная пряжа и способ ее изготовления

Полиамидная пряжа и способ ее изготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Полиамидная пряжа, содержащая по меньшей мере 85 мас.% полие - капроамида и имеющая относительную вязкость более 50, сопротивление на разрыв по крайней мере 9,3 г/д сухую тепловую усадку при 160° С менее 3 %, модуль по крайней мере -20 г/д жесткость по крайней мере 240г/д, индекс совершенствования кристалла более 82 и длиннопериодное расстояние более 100 Способ изготовления пряжи включает вытягивание исходной пряжи при одновременном нагреве до температуры по крайней мере 185°С на конечном этапе вытягивания для обеспечения натяжения пряжи по крайней мере 4,8 г/д последующее снижение натяжения при одновременном нагреве до температуры по крайней мере -185 С с. целью обеспечения уменьшения длины пряжи примерно на 135 -30% и последующие охлаждение и упаковку пряжи 2 из. и 24 апф-лы, 1 ил.

Комитат Российской Федерации по патентам и товарным знакам (э) RU (11} 2ОО374О ILI (Я)5 96195698

1 (21) 4831713/12 (22) 19.10.90 (31) 89 424847 (32) 20.10.89 (33) US (46) 30.1193 Ьол. NQ 43-44 (71) ЕИДюпон де Немур энд Компани (ц$)

{72) Томас Русселл Кларк III(US); Джозеф Арнольд

Кофер (младший)(0$); Алан Ричард МочелЩ (73) ЕИДюпон де Немур энд Компани (u$) (54) ПОЛИА)ИИДНАЯ ПРЯЖА И СПОСО6 И

ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57) Полиамидная пряжа, содержащая по меньшей мере 85 мас% поли- е — капроамида и имеющая относительную вязкость более 50, сопротивление на разрыв по крайней мере 93 г/д сухую тепловую усадку при 160 C менее -Э %, модуль по крайней мере -20 г/д жесткость по крайней мере

-240 г/д, индекс совершенствования кристалла более 82 и длиннопериодное расстояние более

-100А. Способ изготовления пряжи включает вытягивание исходной пряжи при одновременном нагреве до температуры по крайней мере 185 C на конечном этапе вытягивания для обеспечения натяжения пряжи по крайней мере 4,8 r/ä, последуюшее снижение натяжения при одновременном наа греве до температуры по крайней мере -185 С с целью обеспечения уменьшения длины пряжи примерно на 135 -30% и последукхцие охлаждение и упаковкулряжи 2 иэ. и 24 эл.ф-лы, 1 ил.

2003740

Изобретение относится к промышленным полиамидным пряжам и, в частности, касается поли- 8 -капраамидной пряжи с высоким сопротиВлением на разрыВ и низ" кой степенью усадки и способу изготовления тяких пряжей. °

Известно множества высокопрочных полиамидных пряжей, применяемых в промышленности для различных целей.. Многие иэ таких полиамидных пряжей применяются в кордах для шин и других отраслях благодаря их высокому сопротивлению на разрыв, но, как правило, не превышающему

10;5 г/д (грамм/денье). Такие пряжи обладают допустимыми уровнями усадки, абеспечиваЮщими Возможность их применения

В различных промышленных отраслях, например шинных кордах, как правило,5-10% при 160 С.

Для некоторых областей применения, например канатов, промышленных тканей, надувных мешков и усиленных резиновых изделий, например шлангов и транспортных ремней, целесообразно применять пряжи с усадкой ниже таковой в пряжах для шин, Известны некоторые пряжи с низкой степенью усадки, сопротивление на разрыв таких пряжей, как правила, снижается со снижением усадки. Более низкое сопротивление на разрыв вызывает необходимость обычно нежелательного применения пряжей с более высокой линейной плотностью (денье, или пряжей, насчитывающих большее число отдельных волокон, Выпускаются и другие низкоусадачные пряжи с высокими уровнями сапротиВления на разрыВ с при" менением процессов, включающих такие этапы обработки, как прапаривание в течение относительно продолжительных перио.дов.времени после вытягивания, но такие процессы„как правило, неудобны для выпуска продукции в промышленном масштабе.

Кроме тога, пряжи, изготовленные по этой .технологии, имеют очень низкие уровни модуля и нежелательные свойства растяжения.

Для таких применений была бы крайне желательно иметь теплостойкую палиамидную пряжу с очень низкой усадкой, но с высоким сопротивлением на разрыв, в частности с балансам сВойстВ, включающих низкий уровень натяжения усадки и высокий модуль. Такие пряжи бьли бы даже еще более желательными, если можно было бы выпускать их на промышленной Основе.

В соответствии с предлагаемым изобретением создается поли- 8-капроамидная пряжа, которая.по меньшей мере на 85 мас.% состоит из.поли- я -капроамида, име10

30

50 ющего Относительную вязкость более 50, сопротивление на разрыв па крайней мере

9,3 г/д, модуль по крайней мере 20 г/д, сухую тепловую усадку и ри 160 С менее 3%, индекс совершенствования кристалла более 82 и длиннопериаднае расстояние о более 100А. . В соответсвии с предпочтительным вариантом изобретения пряжа имеет модуль более 35 г/д и плотность по крайней мере

1,345 г/см . Предпочтительные волокна в соответствии с настоящим изобретением имеют сопротивление на разрыв более

9,5 г/д и максимальные натяжения усадки менее 0,30 г/д. Пряжи в соответствии с изобретением предпочтительно имеют значения удлинения при разрыве более 23 / и значения жесткости более

250 г/д %.

Новые пряжи с высоким сопротивлением на разрыв имеют сухую тепловую усадку . менее 3% при одновременном сохранении отличного сочетания других характеристик конечного применения, включая высокий модуль. Кроме того, натяжение сухой тепловой усадки предпочтительных волокон не превышает порядка 0,30 г/д. Таким образам, в случае, например, тканаго полотна, содержащего такие пряжи, фактическая усадка может быть значительно меньше величины для этих пряжей при 160 С.

Способ изготовления палиамидной пряжи, содержащей 85 вес,% поли- я-капроамида и имеющей сопротивление на разрыв более 9,3 г/д, модуль по меньшей мере 20 г/д и сухую тепловую усадку не более 3% из вытянутой, частично вытянутой и невытянутой палиамидной подаваемой исходной пряжи, включает вытягивание пряжи по крайней мере на последней стадии вытягивания.при одновременном нагреве пряжи.

Вытягивание и нагрев продолжаются до тех пор, пока напряжение вытягивания не до5 стигнет па крайней мере порядка 4,8 г/д, когда пряжа нагревается да температуры вытягивания пряжи по крайней мере 185 С.

Натяженис пряжи значительно снижается так, чтобы дать возможность пряже уменьшиться па длине qo максимального уменьшения длины в пределах 13,5-30%, предпочтительно 15 — 25%. Ва время тщательна контролируемого снижения натяжения пряжу нагревают да конечной температуры релаксации пряжи па крайней мере порядка 185 С, когда достигается максимальное уменьшение длины пряжи.

В предпочтительном варианте технологии изготовления нагрев ва время релаксации продолжается в течение времени, Ы03740

20 ленном масштабе, когда множество концов подаваемой пряжи могут быть превращены в пряжи с исключительно высоким сопротивлением на разрыв и низкой или умеренной усадкой. При этом могут успешно

25 применяться исходные пряжи: От невытянутых до "полностью вытянутых" пряжей, Когда в этом процессе s качестве подавляемых пряжей применяются полностью" вытянутые пряжи, усадка этих пряжей может быть снижена до уровней ниже 3% при одновременном сохранении других функциональных своР ств, таких как низкая или умеренная усадка и высокий модуль. Йеаы, тянутые или частично вытянутые пряжи могут быть значительно преобразованы. в. 35 пряжи с очень высокими уровнями сопротивления на разрыв, высоким модулем и низкой или умеренной степенью усадки.

На чертеже схематически представлена линия изготовления предпочтительных пряжей в соответствии с настоящим изобретением.

Волокнообразующие полиамиды, которые могут быть использованы для изготовления пряжей s соответствии с настоящим изобретением, включают по меньшей мере

85 мас.% поли- е-капроамида на основе муравьиной кислоты, име ют относительную вязкость свыше порядка 50 и,.как правило, 50 способны тянуться в нити из расплава, обеспечивая высокопрочные волокна после вытягивания. Предпочтительные полиамиды имеют относительную вязкость свыше 70.

Наиболее предпочтительным является гомополимер поли-я-капроамида, часто называемый как нейлон 6 или полия-капролактам. Сопротивление пряжей на разрыв составляет более 9.3 г/д при измерении на пряжевой основе, что дает воэдостаточного для того, чтобы пряжа имела индекс совершенствования кристалла более 82, снижение натяжения осуществляется путем частичного снижения напряжения по крайней мере на первоначальном этапе 5 релаксации для обеспечения первоначального уменьшения длины и затем последующего снижения натяжения с целью дальнейшего уменьшения длины пряжи до ее максимального уменьшения на послед- 10 нем этапе релаксации. В предпочтительном варианте изготовления поли- а-капроамидных пряжей температура релаксации пряжи достигается путем нагрева на печи при 220300 С при времени пребываний пряжи в 15 печи порядка 0.5-1 с, когда достигается максимальное уменьшение длины пряжи.

Предлагаемая технология изготовления пряжи может быть применена в .промышможность использовать зти пряжи в случаях, требующих высоких сопротивлений на разрыв. Предпочтительным является сопротивление на разрыв пряжи более 9,5 г/д.

Это сопротивление на разрыв в соответствии С настоящим изобретением может достигать 11 г/д. Модуль пряжей составляет свыше 20 г/д. Возможны значения модулей до 35 г!д и более. Удлинение при разрыве составляет предпочтительно свыше 23 и можетдостигать 35О(о, что приводит к предпочтительной жесткости (сопротивление на разрыв, удлинение при разрыве) более 240, и редйоч титель но e a ы ш е 250, жесткость может. достигать 300 г/д % и более.

Денье пряжей широко варьируется в зависимости от намеченного конечного применения и возможности оборудования для изготовления пряжей. Типичными денье являются, например, 100-4000 д, Денье на волокна (д(в) может также иметь широкий диапазон, но для большинства промышленных применений, как правило, составляет

1-30 д, предпочтительно 3-7 д/в, Сухая тепловая усадка пряжей в соответствии с изобретением составляет не более порядка 3% при 160 С, что дает возможность успешно применять эти волок- . на в тех случаях, где целесообразна низкая степень усадки. Как правило, очень трудно снизить сухую тепловую усадку ниже 0,3% и одновременно поддерживать высокие сопротивления на разрыв. Предпочтительный диапазон сухой тепловой усадки составляет порядка 0,3-2,0%, Для пряжей в соответствии с настоящим изобретением натяжения усадки являются исключительно низкими при типичных температурах применения,. поскольку максимальные натяжения усадки не наблюдаются вплоть до приближения к температуре плавления полимера, т.е. более 210 С. Максимальное натяжение усадки предпочтительно ниже 0,30 г(д, а еще более предпочтительно менее 0,25 г/д.

Уровни натяжения усадки в пряжах в соответствии с изобретением могут составлять

0,15 г(д и менее. Растягивание предпочтительных пряжей менее 10 и может составлять 6% и менее.

Сочетание исключительно высокого сопротивления на разрыв и низкой или умеренной степени усадки в пряжах, а также и других полезных свойств обусловлено новой тонкой структурой волокна. Зта структура характеризуется. сочетанием свойств, включая индекс соверше ствования кристалла (CPI), который составляет более

82, чего не наблюдалось в известных поли-я -капроамидных волокнах. Длинно2003740

20

30 о периодное расстояние более 100А также является характеристикой волокон в соответствии с настоящим изобретением. В предпочтительных пряжах длиннопериодная интенсивность (Р3) больше 2,2. Кажущийся размер кристаллита (ACS) о составляет более 65 А на плоскости 200 для поли- я-капроамидных пряжей. Г3редпочтительные пряжи в соответствии с изобретением имеют плотность более порядка

1,145 г/см, значения двойного лучепреломления предпочтительно более 0,054, акустический модуль предпочтительных пряжей больше 62 г/д.

Полагают, что функция тонкой структуры волокна заключается в обеспечении сочетания исключительно высокого сопротивления на разрыв, низкой или умеренной степени усадки и вь3сокоГО модуля.

В полиамидных волокнах имеются по.меньшей мере две фазы, которые функционально . связаны последовательно и обуславливают

Йх свойства. Одна из этих фаз является кристаллической и составляется из кристаллов, которые являются эффективными узг3ами в высокоодномерной молекулярной структуре. Соединения кристаллов представляет собой НЕкристаллические сеГменты цепи полимера. Концентрация, т,е. количество на единицу площади поперечного сечения, и однородность этих соединительных молекул определяют предельную прочность волокна.

В волокне в coo E3é ra éé с настоящим изобретением кристалличность исходя из исключительно высокой плотности, высокого индекса соврешенствования кристалла и высокого кажущегося размера кристалла является исключительно высокой, что снижает долю волокна, поддающегося усадке вследствие тепловоГо втяГива33ия соедини тельных MQRGKV73, Болок33а име3от сильно растянутую структуру, но эта с руктура имеет низкое внутреннее напряжение, как это очевидно из высокого уровня двойного лучепреломления, низкой усадки и натяжения усадки. В пряжах в соответствии с настоящим изобретением соедини ельные молекулы организованы так, что их концентрация через плоскос ь, перпндикулярную оси волокон, находится на исключительно высоком уровне. Соединительные молекулы достаточно близки друг к другу в горизонтальном направлении, что снижает усадку, одновременно увеличивая прочность и сохраняя модуль.

Пряжи могут быть изготовлены из известных полиамиднь3х Г3ряжей по предяаГае" мой технологии, которая вкл3очает тщательно контролируемые этапы вытягивания и релаксации. В процессе изготовления может одновременно обрабатываться множество концов подаваемой исходной пряжи для совершествования экономики, связанной с производством пряжей в соответствии с настоящим изобретением.

Пода ваем ые исходные и ряжи для получения пряжей в соответствии с настоящим изобретением могут быть "полностью" вытянутыми, частично вытянутыми или невытянутыми, полиамидными пряжами. Для обеспечения приемлемой нел реры вности процесса изготовления подаваемые пряжи должны быть высокого качества, т.е. могут иметь всего лишь несколько оборванных soлокон, высокую степень однородности денье вдоль концов и состоять из полимера, содержащего небольшое количество не влияющих на качество конечной продукции материалов, например веществ, удаляющих блеск, или больших сперулитов, Под "полно- ° стью" вытянуть3ми пряжами следует иметь в виду пряжи, имеющие свойства, соответствующие пряжам, которые вытянуты до высокого уровня прочности и могут служить продукцией для последующего широкого применения в промышленности. Типичные выпускаемые промышленностью "полностью" вытянутые пряжи, пригодные для применения в качестве исходных пряжей, имеют прочность порядка 8-10,5 г/д и двойное лучепреломление порядка 0,050-0,060, Частично вытянутые и невытянутые пряжи для подачи, как правило, выпускается в небольших количествах, но я33ляются широко известными. Частично вытянутые пряжи вытягиваются до определенной степени, но, как правило, не.применяются без дополнительного вытягивания. Такие частично вытянутые пряжи обычно имеют двойное лучепреломление порядка 0,015 —.0,030; Под невытянутыми имеются ввиду пряжи, которые были выпрессованы и подвергнуты застыванию, но после этого не вытягивались.

Как правило, двойное лучепреломление таких невытянуть3х пряжей составляет порядка 0,008.

На чертеже показано устройство, которое может быть использовано в процессе изготовления пряжеи в соответствии с настоящим изобретением из "полностью" вытянутых, частично вытянутых и невытянутых подаваемых пряжей, Здесь описано устройство для одной пряжи, технология процесса рассчитана на множество концов пряжи, благодаря чему и может быть повышена производительность устройства. Пряжа подается с отдающей упаковки 2, пропускает2003740 пряжи не производится между комплектами

20 роликов 5 и 7, первый комплект роликов при

30 стью" вытянутые подаваемые пряжи. Как правило, для всех видов подаваемых пря50 пряжи не может превышать или слишком приближаться к точке плавления полиамися через соответствующий элемент 3 регулирования натяжения и далее входит в зону

4 вытягивания.

В зоне 4 подаваемые пряжи вытягиваются и одновременно подвергаются нагреву по крайней мере на последней стадии вытягивания. Вытягивание и нагрев осуществляется до тех пор, пока напряжение вытягивания не достигает порядка 4,8 г/д, причем температура нагрева доводится до

185 С. Для этого для разных подаваемых пряжей применяется разные этапы вытягивания, разные отношения общего вытягивания.и разные графики нагрева. Например, общее вытягивание в 6,5 раз или более с 1 первой стадии вытягивания без нагрева может быть необходимым для невытянутых пряжей, в то время как для "полностью" вытянутых пряжей может быть достаточным вытягиванием в 1,1-1,3 раза. Частично вытянутые пряжи могут вытягиваться до какого-та промежуточного уровня. Прочность вСех видов подаваемых пряжей на последней ступени увеличивается по сравнению с первоначальной прочностью типичной 2

"полностью" вытянутой пряжи приблизительно на 10-30%, т.е., примерно, на 10,512,5 г/д.

На последнем этапе вытягивания целесообразно, чтобы ано осуществлялось с нарастанием по мере нагрева пряжи.

Вытягивагле может начинаться на нагретых роликах с серией последовательных этапов, вытягивания. Ввиду необходимости обеспечения высоких температур, когда напряже- 3 ние вытягивания достигает порядка 4,8 г/д, целесообразно иметь бесконтактный нагрев пряжи предпочтительно в печи.

Вытягивание пряжи в зоне 4 начинается, когда пряжа проходит в виде змеевика 4 через первую серию из семи вытягивающих роликов, обозначенных.общей позицией 5 и индивидуально 5а — 5d. Эти ролики имеют такую конструкцию, что могут нагреваться изнутри за счет циркуляции нагретого мас- 4 ла. Кроме того, скорость вращения этих роликов регулируется так, что обеспечивается вытягивание пряжи между всеми последовательными роликами, кэк правила, от 0,5 до 1%, причем вытягивание производится на незначительную величину и поддерживается надежный контакт пряжи с этими роликами. Для исключения проскальзывания пряжа Y прижимается к первому ролику 5 дополнительным роликом 6, 5

Пряжа Y затем. продвигается по второму комплекту роликов 7 (7a-7, которые также нагреваются изнутри и скорость вращения которых регулируется аналогично первому комплекту роликов 5. Как правило, скорость вращения роликов регулируется так, что обеспечивается вытягивание от 0.5 до 1% между последовательными роликами, как и у роликов 5,.Для вытягивания пряжи по мере ее продвижения между двумя группами роликов разность скоростей между комплектом роликов 5 и комплектом роликов 7 (между роликом 5а и роликом 7а) может варьироваться. В случае подачи невытянутых пряжей основное вытягивание в 2,5-4,5 раза осуществляется на первоначальном "участке" зоны вытягивания между первьЪ и вторым комплектами роликов, причем комплект роликов 5 доводится до умеренной.температуры или вообще не нагревается, В случае "полностью" вытянутых пряжей па существу никакого вытягивания желании может быть обойден, хотя целесообразно пропустить пряжу между роликами

5а и 7а для обеспечения надежного захвата пряжи и исключения проскальзывания при последующем вытягивании. Частично вытянутые пряжи обычно следует вытягивать в свободной зоне вытягивания с тем, чтобы общее вытягивание после этого было равным или несколько меньшим, чем "полножей второй комплект роликов 7 используется для нагрева пряжи методом кондукции для подготовки к конечному этапу вытягивания при повышенной температуре, например температурах роликов приблизительно в диапазоне 150 215 С.

После прохождения в1.араго комплекта роликов 7,пряжа входит в зону вытягивания, обогреваемую двумя печами 8 и 9, которые могутдействовать по принципу обогрева путем подачи горячего воздуха с возможностью доведения температур печей до 300 С, Последний этап вытягивания, на котором достигается максимальная величина вытягивания, осуществляется в обогреваемой зоне вытягивания. Время пребывания в печах при температуре печей таково, чта пряжа Y нагревается до 190 С, но температура да, Для осуществления эффективного нагрева температуры печей могут превышать температуру пряжей при типичных скоростях процесса на 130 С. Для поли- е-капроамидных пряжей предпочтительно температуры колеблются в пределах 185—

215 С, а печей — в пределах 220 — 300 С, время пребывания пряжей в печах составляет

2003740

12 от 0,5 до 1 с. Вытягивание в этой обогреваемой зоне определяется скоростью вращения ролика 7а второй группы роликов 7 и первого ролика 10а третьей группы роликов

10(10а-10б), через которые проходит пряжа 5

Y в виде змеевика по выходе из печей 8 и

9. Общая длина вытягивания для всего процесса определяется скоростями вращения первого ролика ба в первом комплекте роликов и первого ролика 10а в третьем комп- 10 лекте роликов. Это первый ролик в 1.ретьей группе роликов служит знаком .окончания зоны 4 вытягивания, поскольку в противоположность первому и второму комплектам роликов скорость вращения последующих 15 роликов комплекта роликов.10 снижается по мере продвижения пряжи на 0,5-1 . Таким образом, зона 11 релаксации начинается с ролика 1.0а.

В зоне l1 релаксации пряжа расслабля-. 20 ется. т.е. ее натяжение снижается под соответствующим контролем, и ее длина уменьшается в пределах приблизительно

13,5-30, предпочтительно в првделах 1525%, 25

Пряжа нагревается во время релаксации так, что конечная температура релаксации пряжи достигает уровня выше ИБ C.

Для стимулирования поддерживания высокой прочности и модуля пряжи во. время 30 релаксации натяжения пряжи должно поддерживаться выше.0,1 г/д.

Предпочтительно, .чтобы релаксация осуществлялась постепенно в соответствии с. нагревом пряжи. Первоначальная релак- 35 сация может быть произведена на нагретых роликах и желательно иметь ряд последова- . тельных этапов. релаксации в пределах пер: воначального .периода релаксации. Ввиду высоких температур, необходимых во время 40 конечного .периода релаксации, целесообразно обеспечивать бесконтактный нагрев пряжи в печи. В предпочтительном вариан ге способа изготовления нагрев во время релаксации продолжается в течение такого 45 времени, которое достаточно для достижения пряжей индекса совершествования кри. сталла более 82.

Как показано на чертеже, релаксация осуществляется первоначально с постепен- 50

:ным наращиванием на третьем комплекте роликов. 10, температура которого доводится до 150-215 Ñ. Пряжа затем проходит через релаксационные печи 12 и 13, температура которых составляет 3000(;, при 55 к6торой происходит максимальная релакса., ция. Достижение необходимой температуры конечной релаксации зависит от температуры печей и времени пребывания пряжи в этих печах. Предпочтительно, чтобы температура в печах превышала температуру пряжи примерно на 130 С для обеспечения эффективного нагрева при приемлемых скоростях процесса. В случае поли- 8-капроамида температуры пряжи находятся в диапазоне 185 215 С. а температуры печей — 220-3000С, время пребывания пряжи в печи составляет от 0,5 до 1 с.

При выходе иэ печей 12 и 13 пряжа

Y проходит через четвертый комплект роликов 14 из трех роликов 14а-14с в виде змеевика, причем пряжа Y прижимается к последнему ролику 14с дополнительным роликом 15, благодаря чему исключается проскальзывание пряжи. Внутренние поверхности этих роликов могут охлаждаться холодной водой, благодаря чему достигается снижение температуры пряжи до уровня, позволяющего ее намотку на приемное устройство. Пряжа снова слегка натяги-. вается на ролике 14с так, чтобы обеспечить ее стабильное прохождение и избежать:ка-ких-либо короблений на ролике 14b. Общая релаксация, таким образом, определяется разностью скоростей вращения первого ролика 10а третьего комплекта роликов 10 и первого ролика 14а четвертого комплекта роликов 14.

При выходе иэ зоны 11 релаксации пряжа Y пропускается через зону 16 обработки поверхности пряжи, которая может включать струйное устройство (не показано) для присоединения отдельных волокон пряжи, отделочный аппликатор 17 для нанесения покрытия на пряжу или какой-либо другой ее обработки. На приемном устройстве множество концов пряжи Y наматывается на соответствующие приспособления для последующей транспортировки и конечного применения.

При применении устройства в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно скорости намотки пряжей составляют 150 — 750 м/мин, Нижеследующие примеры иллюстрируют настоящее изобретение, но не ограничивают его область.

Методы испытания.

Предварительная подготовка.

Перед проведением испытаний упакованные пряжи выдерживаются по меньшей мере в течение 2 ч при относительной влажности 55 2% и температуре атмосферы 23+ 10С(75 2 F ) и испытываются при этих же условиях, если нет каких-либо других специально оговариваемых условий.

Относительная вязкость. Относительная вязкость есть отношение вязкостей раствора и растворителей, замеряемых в

2303740

45 капиллярном вискозиметре при 25 С. Растворителем служит муравьиная кислота, содержащая 10 мас. $ воды. Pact вор содержит 8,4 мас. полиамида. растворенного в растворителе.

Денье. Денье или линейная плотность — это вес в граммах пряжи. Денье измеряется путем продвижения определенной длины пряжи, как правило 45 м, с упаковки многоволоконной пряжи на деньевую .бобину и взвешивания на весах с точностью до 0,001 r, Денье затем рассчитывается из измеренного веса пряжи. длиной 45 м.

Характеристики растяжения. Характеристики растяжения (сопротивление на разрыв, удлинение при разрыве и модуль) измеряются в соответствии с патентом США

N 4521484.

Исходный модуль определяется из наклона линии, проведенной касательно "исходной" части прямой линии кривой зависимости деформации от напряжения.

"Исходная" часть прямой линии определяется как часть прямой линии при 0,5% нагрузки на всю шкалу. Например, нагрузка на всю шкалу составляет 230 кг (50 фунтов) для пряжей 600-1400 денье; следовательно исходная часть прямой линии кривой напряжение-деформация начинается с 115 г (0,25 фунта); нагрузка на полную шкалу составляет 45,3 кг (100 фунтов) для пряжей 1800—

2000 денье, а начальная прямолинейная часть кривой начинается на уровне 230 г, (0,50 фунта).

Жесткость. Жесткость рассчитывается как произведение замеренного сопротивления на разрыв (в г/д) и замеренного удлинения при разрыве (%).

Сухая тепловая усадка. Сухая тепловая усадка измеряется с помощью прибора "Тестрайт", выпускаемого фирмой Халифэкс, Англия. Многоволоконная пряжа длиной 61 см (24 дюйма) заправляется в прибор "Тестрайт" и усадка фиксируется спустя 2 мин при 160 С при нагрузке 0,05 г/д. Исходная и конечная длины определяется при нагрузке 0,05 г/д. Конечная длина замеряется при темпера гуре пряжи 160ОС.

Натяжение усадки. Максимальное натяжение усадки и температура при макси- 5 мальном натяжении усэдки измеряется в соответствии с патентом США N 4343660.

По этому методу 10-см. петлю нагревают в печи с повышением температуры 30ОС/мин, замеряют натяжение и строят кривую s за- 5 висимости от температуры для получения спектра натяжения/температура. Образцы пряжи нагревают до температуры плавления пряжи 225-235 С, Температура при максимальном натяжении усадки и макаимальное натяжение или усилие берется из спектра натяжение/температура.

Растяжение. Растяжение волокна измеряется путем подвешивания 50 — 60 см длины пряжи, измерения ее первоначальной длины при нагрузке 0,01 г/д и измерения ее длины через 30 мин выдержки под указанной нагрузкой. Растяжение рассчитывается (в ) по следующей формуле

Lf — Li растяжения =

1 х .1 00. где L(f) — конечная длина через 30 мин; б(!) — первоначальная длина, Двойное лучепреломление и дифференциальное двойное лучепреломление. Оптические параметры волокон в соответствии с настоящим изобретением измеряются в соответствии с патентом США N 4124882 за некоторыми исключениями и дополнениями. Во-первых. вместо Полароид Т-410 и увеличения изображения в 1000 рэз применяется высокоскоростная пленка 35 м, предназначенная для записи осциллограмм, 300-кратного увеличения для записи интерференционных картин. Бо-вторых, слово

"чем" (столбец 18 строка 26) заменяется на

"и" с целью исправления типографической ошибки.

Рентгеновские параметры.

Индекс совершенствования кристалла и кажущийся размер кристаллита, Индекс совершенствования кристалла и кажущийся размер кристаллита выводятся из рентгеновских дифракционных разверток, Дифракционная картина волокон этих составов характеризуется двумя выдающимися экваториальными рентгеновскими отражениями с пиками, рэсполбженными под углом рассеяния приблизительно 20 — 21 С и 23 20.

Рентгеновские дифракционные картины этих волокон получаются с помощью рентгеновского дифрактометрэ фирмы

Phfffps Elektronfc fnstruments; Махва, НьюЙорк, каталожный N РМ/.1075/OO в режиме отражения с применением дифракционнолучевого монохромэтора и сцинтилляцион.ного детектора. Данные интенсивности замеряются с помощью интенсиметрэ и записывается системой сбора и сокращения вычисленных на компьютере данных. Дифракционные картины получают при следующих установках приборов. Скорость развертки 1 20 в мин; постепенное наращивание 0,025О20, диапазон развертки 638О,20 и анализатор амплитуды импульса

"Дифференциал".

Для измерения индекса усовершенствования кристалла и кажущегося размера кристаллита дифракционные данные обрабэтываютсв по программе компьютера, ко2003740

16 торая сглаживает данные, определяет базовую линию и измеряет позиции и амплитуды пиков.

Рентгеновское дифракционнае измерение кристаллического состояния в нейлоне

66, нейлоне 6 и саполимерах нейлона 66 и

6 — есть индекс усовершенствования кристалла CPI (см. РУ. DIsrnore and ЖО. Staton, Т, PoIyrn.Sci, часть С, М 13, с, 133.-148, с.

966). Отмечается сдвиг позиций двух пиков при 21-23020 с увеличением кристалличности, пики смещаются далее в стороны и приближаются к позициям, соответствующим

"идеальным" позициям на основе структуры нейлона 66 по Банку-Гарнеру. Этот сдвиг в расположении пиков обеспечивает основу измерения совершенствования кристалла в нейлоне 66

CPI

\ х 100, где б (наружное) и d (внутреннее) — расстояния d Брегга для пиков при 23 и 21 соответственно; 0,189 . — величина для б/100/d/010/, для хорошо кристаллизованного нейлоне 66, как сообщают Bannand

Garner, Ргос, RoyaI, SCI; (Лондон), А189, 39;

1947, Эквивалентное и более применимое уравнение на основе зна.ений.20 имеет вид

CPI (2 О (наружное)/2 О (внутреннеера-1 х 546,.7.

Поскольку нейлон 6 имеет отличную кристаллографическую элементарную ячейку кристаллической решетки. коэффициент для хорошо кристаллизованного нейлона 6 тоже отличается и уравнение. имеет вид .

СР1 - P О (наружное)/2ОН (внутреннееЦ- 1 х 509,8.

Кажущийся размер кристаллита рассчитывается иэ результатов измерения полуамплитудной ширины пика экваториальных дифракционных пиков, Поскольку для экваториальных пика перекрывают друг друга; измерение полуамплитудной ширины основывается на полуширине при полуамплитуде. Для пика 20-21 паэиция полумаксимальнай амплитуды пика рассчитывается и величина 20 для этой интенсивности замеряется на малаугловой стороне.

Разность между этой величной 20 и величиной 20 при максимальной амплитуде пика умножается на 2 для получения полуамплитудной ширины пика(или "линии"). Для пика

23 позиция полумаксимальной амплитуды пика рассчитывается и величина 20 для этой интенсивности измеряется на старане большого угла, разность между этой величиной

20.и величиной 20 при максимальной амплитуде пика умножается на 2 для получения полуамплитудной ширины пика. При этом измерении поправка делается только на инструментальное уширение, все другие эффекты уширения принимаются как результат размера кристаллита. Если В— замеренная линейная ширина образца,. скорректированная линейная ширина образца Р имеет вид

Р = B b2, 10 где Ь вЂ” инструментальная постоянная уширения В, определяется путем измерения линейной ширины пика, расположенного приблизительно на 28 20, на дифракционнай картине порошкового образца кристалла кремния.

Кажущийся размер кристаллита (ACS) выражается следующим образом о чения (в данном случае 1,5418 А);

P — скорректированная линейная ширина, рад;.9 — половина угла Брегга (половина величины О .выбранного пика, полученная из дифоакционной картины).

Рентгеновский угол ориентации. Пучок волокна диаметром приблизительно О;5 мм наматывают на держатель образца с большой.осторожностью с тем, чтобы волокна располагались параллельно. Затем волокна, намотанные на держатель, подвергают рентгеновскому облучению с помощью рентгеновского генератора (мадели 12045Â), выпускаемого фирмой Phitips ElektronIc

Instrufnents. Дифракцианную картину с нитей образца заснимают на диагностическую рентгеновскую пленку пряжей экспозиций

Ко ак ЕГ (каталожный ¹ 154 2463) в камере

Обскура Уархуса, Каллиматары в камере имеют диаметр 0,84 мм. Время экспозиции продолжается в течение 15-30 мин (или, как правило, столько, чтобы дифракционная характеристика, которую следует измерить, была зафиксирована при оптической плотности 1 (цифровае изображение дифракцианной картины записывается с помощью видеокамеры). Передаваемые интенсивности калибруются с помощью черных и белых эталонов, уровень серого цвета преобразуется в оптическую плотность. Дифракцион50 ная картина нейлона 66, нейлона 6 и сопалимерав нейлонов бб и 6 имеют два выдающихся экваториальных отражения при 20, приблизительно 20-2i и 23,. наружное (23 ) отражение используется для измерения угла ориентации. Ряд данных, 20 ACC$ -(Kk ); (j3 cos О ), где К вЂ” берется за единицу, Л -длина волны рентгеновского излу-17

2?03740 эквивалентных азимутальному.следу через лучи. Если измеренная интенсивность беэ два выбранных экваториальных лика, т.е,, затуханиясоставила1р,аинтенсивностьпонаружное отражение на каждой стороне сле затухания -1, гогда пропускная способкартины, создается путем интерполяции из ность Т есть 1/1>. Образец с пропускной. узла данных цифрового изображения. Этот 5 способностью 1/е имеет оптимальную толряд строится так, что одна точка данных щину, поскольку дифрагированная интен-.

- равняется одной трети одного градуса дугй.. сивность от образца большей или.меньшей

Угол ориентации {OA) определяется как дли- толщины, чем оптимальная, будет меньше, на дуги s градусах при полумаксимальной чем из образца оптимальной толщины. оптической плотности (угол, стягивающий 10, Нейлоновый образец монтируется так, точки flo 50% от максимальной плотности) что ось волокон располагается перпендикуэкваториальных пиков; скорректированных лярно длине=луча или параллельно направнафон,Это вычисляется изчислаточекдан-. лению.движения детектора, В случае ных между точками полуамплитуд на.каж- . дифрвктометра Краткого, наблюдающего дой:стороне пика (применяется 15. горизонтальный линейный фокус, ось волоинтерполяция,: зто .не составляет целого . кон располагается перпендикулярно верху цисла). Замеряются оба пика и за угол ори- стола. Развертка на 180 точек собирается . ентации берется средняя величинадвухиз- . между 0,1 и 4 20 следующим образом; 81 мерений. . точка.с размером ступени 0,0125 ме>кду (} 1

Длиннопериодное расстояние и норма- 20 и 1,1, 00 точек с размером ступени. 0;025 лизованная длин нопериодная интенсив- между 1.,1 и 3,1О, 19 точек с размером ступе-. ность. Длиннопериодное расстояние(РЯ) и ни 0,05О между 3,1 и 4,0 . Время для каждой; нормаллзованная длиннопериодйая.интен- развертки. составляет 1 ч, а время отсчета, сивность(1 Pl)-измеряются с помощью диф-" для каждой точки — 20 с. рактометра, кратного с малым утлом; 25 Полученные данные сглаживаются, пу; выпускаемого фирмой Anton Paar К.G; Краз,, тем перемещения параболического окна, и, Австрия. Этот дифрактометр устанавлива- инструментальный фон вычитается. Инстру-. ется на линейном фокусном проходе рентге- ментальный фон, т.е. развертка, полученная,. новского. генератора XPG - 3100, в отсутствие образцов-, умно>кается на про-. . оснащенного длинной рентгеновской труб-. 30 пускание Т и вычитается точка за точкой из, кой с острым фокусированием, работающей развертки, полученной от образца. Точки при напряжении